微机原理答案1教学总结

微机原理答案1

第 1 章微型计算机系统概述

习题参考答案

1-1．微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？

答：微型计算机由 CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。

CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。暂存少量数据。对指令译码并执行指令所规定的操作。与存储器和外设进行数据交换的能力。提供整个系统所需要的定时和控制信号。响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件；I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。

1-2．CPU 执行指令的工作过程。

答：指令执行的基本过程：

（1）开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。

（2）控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。

（3）指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。

（4）修改程序计数器的内容。

1-3．果微处理器的地址总线为 20 位，它的最大寻址空间为多少？

答： 220=1048576=1MB

1-4．处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？

答：

微处理器是微型计算机的核心部件。微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。

1-5．下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128，65535，1024 答：

128，二进制：10000000B，八进制：200O，十六进制：80H

65535，二进制：1111111111111111B，八进制：177777O，十六进制：FFFFH 1024，二进制：10000000000B，八进制：2000O，十六进制：400H

1-6．下面二进制数分别转换为十进制及十六进制数： 1011.1010B，1111101.11 B 答：

1011.1010B，十进制：11.625，十六进制：B.AH

111101.11B，十进制：125.75,十六进制：7D.CH

1-7．(5487)10＝（ 0101010010000111）BCD＝ 1010101101111 B

1-8．设字长为 8 位，请写出下列数的原码、反码、补码和移码： 15，－20，－

27/32

答：

[+15]原 =00001111，[+15]反 =00001111，[+15]补 =00001111，[+15]移

=10001111

[-20]原 =10010100，[-20]反 =11101011，[-20]补 =11101100，[-20]移 =01101100 [-27/32]原 =1.1101100，[-27/32]反 =1.0010011，[-27/32]补 =1.0010100，

[-27/32]移 =0.0010100

第 2 章微型计算机系统的微处理器

习题参考答案

2-1．086／8088 CPU 的功能结构由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？

答：8086/8088 CPU 的功能结构由以下两部分组成：总线接口单元BIU（Bus Interface Unit），执行部件EU （Execution Unit）。

总线接口单元BIU的主要功能是：负责与存储器、I/O端口进行数据传送。具体讲：取指令：总线接口部件从内存中取出指令后送到指令队列。预取指令。配合EU 执行指令，存取操作数和运算结果。

执行部件 EU 主要功能是：负责指令执行。

2-2．086 CPU 指令队列缓冲器的作用是什么？地址加法器的作用是什么？

答：8086/8088的指令队列分别为6/4个字节，存储预取的指令。

地址加法器用来产生20位物理地址。8086/8088可用20位地址寻址1M字节的内存空间，而CPU内部的寄存器都是16 位，因此需要由一个附加的机构来计算出20位的物理地址，这个机构就是20位的地址加法器。

2-3．据 8086 CPU 的结构，简述程序的执行过程。

答：设程序的指令代码已存放在存贮器中。为执行程序，CPU按照时钟节拍，产生一系列控制信号，有规则地重复进行以下过程。

（1）BIU从存贮器中取出一条指令存入指令队列。

（2）EU从指令队列取指令并执行指令。BIU利用总线空闲时间，从内存取第二条指令或取第三条指令存入指令队列。

（3）EU执行下一条指令。如果前面一条指令有写存贮器的要求，则通知BIU把前条指令结果写到存贮器中，然后再取指令存入指令队列。

（4）如指令执行要求读取操作数，由BIU完成。

（5）EU执行再下一条指令，返回（1）处继续执行上述操作过程。所以，程序的执行过程就是CPU取指令、分析指令、执行指令，再取指令这样一个循环重复过程。在指令执行过程中，利用EU分析指令操作码和执行指令时不占用总线操作时间的特点，BIU 自动地通过总线读取存贮器中的指令码存入 BIU 指令队列，从而使BIU 与 EU 并行工作，提高 CPU 执行指令的速度。

2-4．什么是总线周期？8086／8088 的基本总线周期由几个时钟周期组成？若 CPU 的主时钟频率为 10 MHz，则一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？

答：总线周期：BIU通过系统总线对存储器或I／O端口进行一次读／写操作的过程称为一个总线周期。

8086／8088CPU的一个基本总线周期由4个时钟周期（T1~T4）组成，也称4个T 状态。

若CPU 的主时钟频率为 0MHz，则一个时钟周期为10-7秒；一个总线周期为 4×10-7秒。

2-5．复位信号 RESET 到来后，8086／8088 CPU 的内部状态有何特征？系统从何处开始执行指令？

答： 8086／8088 系统中，复位信号 RESET 到来后，处理器内部的各寄存器和标志寄存器的内容自动设置为：

CS FFFFH DS 0000H

SS 0000H ES 0000H

IP 0000H 指令队列空

FR 0000H （禁止中断）

因 CS＝FFFFH，IP＝0000，所以 8086／8088 将从地址 FFFF0H 开始执行指令。2-6．在总线周期的 T1～T4状态，CPU 分别执行什么操作？在 CPU 的读／写总线周期中，数据在哪个状态出现在数据总线上？

答：CPU 在每个时钟周期内完成若干个基本操作，具体是：